• Fluidzerstäubung und Verdampfung bei der Nanopartikelsynthese in Sprayflammen

Die Sprühflammensynthese ist ein Prozess zur Herstellung von Nanopartikeln, bei der eine Prekursorlösung mittels einer Düse in eine Flamme gesprüht wird. Die Prekursorlösung enthält in der Regel ein Metallsalz oder eine metallorganische Verbindung sowie organische Lösungsmittel. Bei der Verbrennung der erzeugten Tröpfchen in der Flamme bilden sich Nanopartikel des entsprechenden Metalloxids. Der Phasenübergang des Prekursors in die Gasphase ist ein für die Qualität des produzierten Nanopulvers maßgeblicher Prozessschritt. Bei der Verdampfung der Spraytropfen kommt es in gewissen Systemen zu Mikroexplosionen. Deren Auftreten soll im Rahmen dieses Projektes anhand eines Modellierungsansatzes theoretisch umfassend erklärt und durch Analyse der für den Prozess wesentlichen Stoffdaten für neue Systeme vorhergesagt werden.

Vorlesungsbetreuung

• Thermodynamik der Transportprozesse (WS 2023/2024)
• Energieverfahrenstechnik (WS 2022/2023)
• Thermodynamik II (SS 2022)
• Elektrolytthermodynamik (WS 2021/2022)
• Wärmeübertragung (SS 2021)
• VLE-Praktikum (WS 2021/2022 - SS 2024)

Sprechzeiten

Nach Vereinbarung

Veröffentlichungen

• B. Kunstmann, H. Hasse, M. Kohns: Liquid–Liquid Equilibria in Mixtures of 2-Ethylhexanoic Acid, Ethanol, and Water, Journal of Chemical and Engineering Data 69 9 (2024) 3111 – 3117. [doi]

• D. Schaefer, B. Kunstmann, S. Schmitt, H. Hasse, M. Kohns: Explosions of nanodroplets studied with molecular dynamics simulations, Physics of Fluids 36 (2024) 037129. [doi]

• B. Kunstmann, H. Hasse, M. Kohns: Thermophysical Properties of Mixtures of 2-Ethylhexanoic Acid and p-Xylene, Journal of Chemical and Engineering Data (2024) published online. [doi]

• B. Kunstmann, I. Wlokas, M. Kohns, H. Hasse: Simulation study of superheating in evaporating droplets of (TTIP + p-xylene) in spray flame synthesis, Applications in Energy and Combustion Science 15 (2023) 100156. [doi]

• B. Kunstmann, M. Kohns, H. Hasse: Thermophysical Properties of Mixtures of 2-Ethylhexanoic Acid and Ethanol, Journal of Chemical and Engineering Data 68 (2023) 330 – 338. [doi]

Vorträge

• B. Kunstmann, H. Hasse, M. Kohns: Simulation Study of Superheating in Evaporating Droplets in Spray Flame Synthesis of Battery Materials, 2nd International Conference on Energy, Environment & Digital Transition (E₂DT), Palermo, Italien, 22.-25.10.2023.
• B. Kunstmann, D. Schaefer, S. Schmitt, M. Kohns, H. Hasse: Superheating and Explosions of Droplets in Spray Flame Synthesis: Fluid Properties, Phenomenological Modeling, and MD Simulation, Thermodynamik-Kolloquium, Hannover, 25.-27.09.2023.
• D. Schaefer, B. Kunstmann, M. Kohns, H. Hasse: Characteristics of Droplet Explosions Studied with Non-Equilibrium Molecular Dynamics Simulations, AIChE Annual Meeting 2022, Phoenix, USA, 13.11.-18.11.2022.
• D. Schaefer, B. Kunstmann, M. Kohns, H. Hasse: Characteristics of Droplet Explosions Studied with Non-Equilibrium Molecular Dynamics Simulations, (Bio)Process Engineering - a Key to Sustainable Development, Aachen, 12.-15.09.2022.

Poster

• B. Kunstmann, M. Kohns, H. Hasse: Phase Equilibria of Solvent Mixtures for Spray Flame Synthesis of Nanomaterials (Poster), Thermodynamik-Kolloquium, Chemnitz, 26.-28.09.2022.
• B. Kunstmann, M. Kohns, H. Hasse: Thermodynamic Properties of Solvent Mixtures for Spray Flame Synthesis of Nanomaterials: 2-Ethylhexanoic Acid (EHA) + (Ethanol / p-Xylene) (Poster), Thermodynamik-Kolloquium, Web-Conference, 27.-29.09.2021.